(57)【要約】      （修正有）【課題】トンネル酸化膜のクォリティーを向上させることが可能なフラッシュメモリ素子の製造方法を提供する。【解決手段】低電圧素子領域および高電圧素子領域を有するウェーハ基板１０の高電圧素子領域に酸化膜１４を形成する工程と、ウェーハ基板１０のエッジ部分の異物を除去する工程と、前洗浄工程を行う工程と、酸化工程を行って、前記低電圧素子領域には第１厚さを有するトンネル酸化膜１５を形成し、前記高電圧素子領域には第１厚さより酸化膜１４の厚さだけ厚い第２厚さを有する高電圧用ゲート酸化膜１６を形成する工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）低電圧素子領域および高電圧素子領域を有するウェーハ基板の高電圧素子領域に酸化膜を形成する工程と、
（ｂ）ウェーハ基板のエッジ部分の異物を除去する工程と、
（ｃ）前洗浄工程を行う工程と、
（ｄ）酸化工程を行い、前記低電圧素子領域には第１厚さを有するトンネル酸化膜を形成し、前記高電圧素子領域には第１厚さより前記酸化膜の厚さだけ厚い第２厚さを有する高電圧用ゲート酸化膜を形成する工程とを含むことを特徴とするフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項２】
前記（ｂ）工程は、前記ウェーハ基板のエッジ部分を傾斜エッチングする工程であることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項３】
前記ウェーハ基板のエッジ部分は、ウェーハ基板のエッジから２〜３ｍｍ以内の部分であることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項４】
前記傾斜エッチング工程は、ＣＦ４とＡｒの混合ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項２に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項５】
前記ＣＦ４の流量は１００〜２００ｓｃｃｍであり、Ａｒの流量は５０〜１００ｓｃｃｍであることを特徴とする請求項４に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項６】
前記傾斜エッチング工程は、５０〜２００ＷのＲＦパワーの下で行うことを特徴とする請求項２に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項７】
前記（ｂ）工程で前記ウェーハ基板に吸着された異物を除去するために、前記ウェーハ基板のエッジ部分を２０〜５０Åの厚さに除去することを特徴とする請求項１記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項８】
前記（ｃ）工程でＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）と希釈されたＨＦ溶液を順次使用することを特徴とする請求項１に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項９】
前記（ａ）工程は、前記ウェーハ基板上にパッド窒化膜とキャップ酸化膜を形成する工程と、
前記キャップ酸化膜上に、前記高電圧素子領域をオープンするマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いてキャップ酸化膜とパッド窒化膜を除去して高電圧素子領域のウェーハ基板を露出させる工程と、
前記キャップ酸化膜を完全に除去する工程と、
前記パッド窒化膜をマスクとして高電圧素子領域のウェーハ基板に前記酸化膜を形成する工程と、
前記パッド窒化膜を完全に除去する工程とを含んでなることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記（ａ）工程で前記酸化膜を形成する前に、前記ウェーハ基板の全面にスクリーン酸化膜を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記スクリーン酸化膜は、５０〜８０Åの厚さに形成することを特徴とする請求項１０に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記（ｄ）工程は、７５０〜８００℃の温度範囲内で一定厚さの酸化膜を形成する工程と、
９００〜１０００℃まで温度を昇温してＮ２Ｏガスを用いたアニール工程で前記酸化膜を所望の厚さに増やして、前記低電圧素子領域にはトンネル酸化膜を形成し、高電圧素子領域には高電圧素子用ゲート酸化膜を形成する工程とからなることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記（ｄ）工程で前記トンネル酸化膜を窒素原子の含有率が２．０〜３．０％となるように形成することを特徴とする請求項１に記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッシュメモリ素子の製造方法に係り、特に、トンネル酸化膜のクォリティーおよび素子プロファイルを改善するためのフラッシュメモリ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラッシュメモリ素子の製造工程は、レーザマーク(laser mark)形成工程、しきい値電圧スクリーン酸化膜形成工程、プレ・キー(pre key)マスクおよびエッチング工程、並びにウェルおよびしきい値電圧イオン注入工程を行った後、パッド窒化膜とキャップ酸化膜を形成し、高電圧素子領域が露出するように前記キャップ酸化膜とパッド窒化膜をパターニングし、前記キャップ酸化膜を完全に除去した後、高電圧素子領域に酸化膜を形成し、その後前記パッド窒化膜を完全に除去して低電圧素子領域までオープンし、前洗浄工程を行ってから全面酸化工程を施して、低電圧素子領域にはトンネル酸化膜を形成し、高電圧素子領域には前記トンネル酸化膜より前記酸化膜の厚さだけ厚い高電圧用ゲート酸化膜を形成する工程の順に行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のようにトンネル酸化膜の形成の前に多くのマスクおよびエッチング工程を行わなければならないが、これによりウェーハ基板のエッジ部位に異物が発生する。このような異物は、トンネル酸化膜前洗浄工程の際に浮遊してウェーハ基板の内部に流入される。
【０００４】
前記異物の主成分は、炭素系列の不純物であって、トンネル酸化膜のクォリティーを低下させる原因となっている。また、異物の存在によりプロファイル上に膨出するデフェクトが引き起こされるので、後続工程におけるパターニングなどに影響を与えて収率が低下する。
【０００５】
以上から、本発明の目的は、前述した従来の技術の問題点を解決するためのもので、その目的とするところは、トンネル酸化膜のクォリティーを向上させることが可能なフラッシュメモリ素子の製造方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、デフェクトを防止して収率を向上させることが可能なフラッシュメモリ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、低電圧素子領域および高電圧素子領域を有するウェーハ基板の高電圧素子領域に酸化膜を形成する工程と、ウェーハ基板のエッジ部分の異物を除去する工程と、前洗浄工程を行う工程と、酸化工程を行って、前記低電圧素子領域には第１厚さを有するトンネル酸化膜を形成し、前記高電圧素子領域には第１厚さより前記酸化膜の厚さだけ厚い第２厚さを有する高電圧用ゲート酸化膜を形成する工程とを含むことを特徴とする、フラッシュメモリ素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
上述したように、本発明は次の効果がある。
【０００９】
１）ウェーハエッジ部位の異物を傾斜エッチングによって前もって除去することにより、異物によるトンネル酸化膜のクォリティー低下を防止することができる。
【００１０】
２）傾斜エッチングの際にＲＦパワーを制御してトンネル酸化膜形成地域のダメージを最小化し、異物除去効率を高めることができる。
【００１１】
３）異物によるプロファイル上のデフェクトを防止することができる。
【００１２】
４）異物による不良を減らすことができるので、収率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。これらの実施形態は様々な形に変形できるが、本発明の範囲を限定するものではない。また、実施形態は本発明の開示を完全にし、当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。なお、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって理解されるべきである。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係るフラッシュメモリ素子の製造工程断面図である。図面において、同一の参照符号は互いに同一の機能をする同一の構成要素を示す。
【００１５】
まず、図１（ａ）に示すように、レーザマスク工程済みのウェーハ基板１０の全面に乾式または湿式酸化工程でスクリーン酸化膜１１を形成する。
【００１６】
前記スクリーン酸化膜１１は、以後に実施するウェルイオンおよびしきい値電圧イオン注入工程のためのマスクおよびフォトレジストストリップ／クリーニング工程で消失する量を考慮して５０〜８０Åの厚さに形成する。
【００１７】
その後、プレ・キーマスクおよびエッチング工程を行った後、ウェルイオンおよびしきい値電圧イオン注入工程を行う。
【００１８】
その次、全面にパッド窒化膜１２とキャップ酸化膜１３を順次蒸着する。前記キャップ酸化膜１３としては、ＨＴＯ(High Temperature Oxide)膜を使用することがよい。
【００１９】
次に、前記キャップ酸化膜１３上に高電圧素子領域を露出させるＨＲＣ(HV Recess)マスク（図示せず）を形成し、前記ＨＲＣマスクを用いて高電圧素子領域のキャップ酸化膜１３とパッド窒化膜１２を除去し、前記ＨＲＣマスクをストリップする。
【００２０】
前記キャップ酸化膜１３とＨＲＣマスクとの接合面に形成できるデフェクトの生成を前もって抑制するためには、前記ＨＲＣマスクを形成する前に、ＰＩＲＡＮＨＡ（Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２）を用いた洗浄工程をさらに行うことが好ましい。
【００２１】
その後、図１（ｂ）に示すように、前記キャップ酸化膜１３を完全に除去し、前記低電圧素子領域上に残っているパッド窒化膜１２をマスクとして酸化工程を行って高電圧素子領域に第１厚さの酸化膜１４を形成する。
【００２２】
次いで、図１（ｃ）に示すように、前記低電圧素子領域に残っているパッド窒化膜１２を完全に除去する。
【００２３】
以上の工程結果、前記ウェーハ基板１０のエッジ部分に集中的に異物が生成されるが、このような異物が以後のトンネル酸化膜前洗浄工程で浮遊してウェーハ基板１０の内部に流入される場合、トンネル酸化膜のクォリティーが低下し、プロファイル上に膨出するデフェクトを誘発する。
【００２４】
このような問題を予防するために、図１（ｄ）に示すように、傾斜エッチング工程により、前述した工程済みのウェーハ１００のエッジ部分、例えばウェーハ１００のエッジから２〜３ｍｍの距離内にある酸化物または窒化物系列の異物とウェーハ基板１０を一定の厚さ、例えば２０〜５０Å程度除去し、ウェーハ基板１０に吸着された異物を除去して異物の生成を抑制させる。
【００２５】
前記傾斜エッチング工程は、ＣＦ４とＡｒの混合ガス雰囲気中でトンネル酸化膜の形成地域のダメージが最小化されるようにＲＦパワーを調整しながら行う。
【００２６】
前記ＣＦ４ガスは１００〜２００ｓｃｃｍ、Ａｒガスは５０〜１００ｓｃｃｍ範囲の流量を使用し、高いＲＦパワーによるトンネル酸化膜形成地域のプラズマダメージを最小化するために５０〜２００ＷのＲＦパワーを使用する。
【００２７】
その後、ＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨ＋Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ）と希釈されたＨＦ水溶液を順次使用してトンネル酸化膜前洗浄工程を行い、残留の有機物をさらに除去し、トンネル酸化膜形成部位の自然酸化膜を除去する。
【００２８】
前記傾斜エッチング工程によってウェーハ１００エッジ部分の異物が殆ど除去された状態なので、前記前洗浄工程の際にウェーハ基板１０の内部に流入される異物の量は著しく減少する。
【００２９】
その後、全面酸化工程を行い、低電圧素子領域にはトンネル酸化膜１５を形成し、高電圧素子領域には前記トンネル酸化膜１５より前記酸化膜１４の厚さだけ厚い高電圧素子用ゲート酸化膜１６を形成する。
【００３０】
前記全面酸化工程の際に７５０〜８００℃の温度範囲内で一定厚さの純粋酸化膜薄膜を形成し、その後９００〜１０００℃の温度範囲まで温度を昇温してＮ２Ｏガスを用いたアニールを行って所望の厚さのトンネル酸化膜１５を形成することにより、内部に窒素原子含有率２．０〜３．０％水準の良質のトンネル酸化膜１５を形成する。
【００３１】
その後、前記トンネル酸化膜１５および高電圧素子用ゲート酸化膜１６上にポリシリコン膜１７を蒸着し、通常のセルフアラインＳＴＩ(Self aligned Shallow Trench Isolation)工程によってトレンチ素子分離膜を形成する。
【００３２】
以上では、本発明をセルフアラインＳＴＩ工程に適用した場合を例として説明したが、トレンチ素子分離膜を形成した後ゲートを形成する伝統的なＳＴＩ(conventional Shallow Trench Isolation)工程やセルフアラインフローティングゲート(Self  Aligned  Floating Gate)工程などにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】同図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施形態に係るフラッシュメモリ素子の製造工程断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    ウェーハ基板
１１    スクリーン酸化膜
１２    パッド窒化膜
１３    キャップ酸化膜
１４    酸化膜
１５    トンネル酸化膜
１６    高電圧素子用ゲート酸化膜
【図１】
2006245541.tif 000003